Num processo de calibração, um sistema de medição é submetido a valores conhecidos da mensuranda, em condições bem definidas, e é analisada a sua resposta. De notar que o valor da mensuranda deverá ser conhecido e com incertezas melhores do que aquelas esperadas para o sistema sobre calibração.
Normalmente é empregue o uso de padrões de calibração, definidos como sendo uma medida materializada, instrumento de medição, material de referência ou sistema de medição destinado a definir, realizar, conservar ou reproduzir uma unidade ou um ou mais valores de uma grandeza considerada de referência.
2.4.1.1 – Calibração Direta
No método de calibração direta, o padrão é aplicado diretamente sobre o sistema de medição a calibrar, ou SMC e o valor deste é comparado com o valor do padrão, denominado de valor convencionalmente verdadeiro, ou VCV. As incertezas do padrão deverão ser o mais pequenas possível de modo a que as diferenças encontradas entre o SMC e o VCV reflitam apenas os erros do sistema de medição. Na Figura 2.1 é possível observar o diagrama representativo de uma calibração direta [4].
Figura 2.1. Diagrama de uma calibração direta
Como exemplo deste tipo de calibração tem-se a calibração de balanças e paquímetros, através da utilização de massas e blocos padrão.
9 2.4.1.2 – Calibração Indireta
No caso em que não se possuem medidas materializadas para as grandezas de medição, é utilizado o método de calibração indireta. Nesta situação, a grandeza a medir é gerada através de um dispositivo auxiliar, cujo valor deverá ser estável mas não necessariamente conhecido, que depois será medido simultaneamente pelo sistema de medição padrão e o sistema de medição a calibrar, sendo que estes valores serão então comparados. Na Figura 2.2 está exposto um diagrama representativo deste tipo de calibração [4].
Figura 2.2. Diagrama representativo de uma calibração indireta
Como exemplo deste tipo de calibração tem-se a calibração de um velocímetro de um automóvel, massas padrão e hastes-padrão de um sistema interferométrico.
2.4.1.3 – Calibração in situ
Este tipo de calibração é uma alternativa para quando as condições de calibração diferem significativamente das condições de uso do equipamento. Neste caso, dependendo da política do laboratório, os padrões são transportados até o local onde o sistema de medição é utilizado, sendo que é realizada a calibração nesse local. De notar que os resultados obtidos podem ser tão ou mais confiáveis que aqueles obtidos num ambiente laboratorial, caso as devidas precauções sejam tomadas [4].
2.4.1.4 – Calibração Parcial
Normalmente, um sistema de medição é tomado como um todo, sendo que a calibração deste afeta todos os seus componentes e a sua forma de funcionamento. Porém existem casos onde é vantajosa a calibração de vários módulos que compõem o sistema de medição separadamente [4].
Por exemplo, um sistema que fornece a indicação vetorial da força num eixo cartesiano pode ser alvo deste tipo de calibração pois é mais simples calibrar cada componente separadamente do que todas em simultâneo [4].
Mais adiante será demonstrado um sistema de geração de humidade que usa exatamente este tipo de calibração.
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2.4.2 – Rastreabilidade
A rastreabilidade permite criar uma relação hierárquica que relaciona sistemas de medição a padrões que, por sua vez, estão relacionados a outros padrões de qualidade superior. O elemento do topo desta hierarquia é definido pela unidade de medida que por sua vez está relacionada com as definições das unidades base do Sistema Internacional (SI).
É denominada de rastreabilidade, a propriedade do resultado de uma medição, ou o valor de um padrão, estar relacionado a referências estabelecidas, padrões internacionais ou nacionais, por meio de uma cadeia ininterrupta de comparações, sendo que todas possuem incertezas estabelecidas. Esta propriedade é de importância fulcral em metrologia, uma vez que permite a uniformidade nas medições em qualquer momento e em qualquer lugar do planeta [4].
As relações hierárquicas demonstradas na Figura 2.3 são estabelecidas com base nos níveis de incerteza envolvidos, sendo que os níveis mais baixos da hierarquia possuem uma incerteza maior associada aos padrões utilizados [4].
Figura 2.3. Hierarquia de padrões
Relativamente à estrutura hierárquica, o nível superior é constituído pelas definições fundamentais das unidades de medida do SI, o segundo nível contém os padrões internacionais, mantidos pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM), utilizados para calibração dos padrões dos Laboratórios Nacionais de Metrologia (LNM). Por sua vez, estes LNM contêm os padrões de calibração dos padrões de referência de laboratórios acreditados de calibração (LAC), fornecedores de serviços de calibração a terceiros, que por sua vez, servem de base aos padrões de referência de laboratórios acreditados de ensaio (LAE), que realizam ensaios para a avaliação e certificação de vários produtos. No nível inferior encontram-se os designados padrões de trabalho que permitem a criação dos produtos que procuram certificação perante os LAE [4].
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2.5 – Instrumentação Virtual em Engenharia
A instrumentação virtual pode ser aplicada em vários ramos da engenharia, desde que estes necessitem da criação de uma aplicação de obtenção de dados de equipamentos de leitura, automação de processos, observação fiável de processos de construção ou até tomada de decisões em tempo real. Todos estes fatores podem levar à escolha da utilização de instrumentação virtual. Para além disto, quando se pretende utilizar equipamentos físicos para obtenção de medidas, estes normalmente não são flexíveis, não permitindo ao utilizador adaptá-lo a um determinado procedimento de utilização, sendo que isto compõe outra das vantagens da utilização de instrumentos virtuais. Uma das ferramentas mais utilizadas, atualmente, para o desenvolvimento de instrumentos virtuais é o LabVIEW. Este software de desenvolvimento possui imensas bibliotecas que permitem a criação rápida e eficiente do tipo de aplicações indicadas anteriormente [7].
De seguida serão expostas as propriedades mais proeminentes do uso do LabVIEW para desenvolvimento de instrumentos virtuais.