Tema: Rastreabilidade de
medição
Walderson Vidal Adriano Bitencurte
NBR ISO/IEC 17025
5.6 - Rastreabilidade da medição
Todo equipamento utilizado em Ensaio e/ou Calibração, incluindo equipamento para medições auxiliares, que tenham efeito significativo sobre a exatidão ou validade do resultado do ensaio, calibração ou amostragem, deve ser calibrado antes de entrar em serviço.
NBR ISO/IEC 17025
• Quando não for possível a rastreabilidade ao SI, o laboratório deve fornecer confiança nas medições, através da rastreabilidade a padrões apropriados, como:
– uso de materiais de referência certificados
– uso de métodos especificados e/ou padrões consensados
VIM
6.10 - Rastreabilidade
Propriedade do resultado de uma medição ou do valor de um padrão estar relacionado a referências estabelecidas, geralmente a padrões nacionais ou internacionais, através de um cadeia contínua de comparações, todas tendo incertezas estabelecidas.
NIT-DICLA-030
Item 7.2
Para assegurar que as medições feitas no laboratório sejam rastreáveis ao SI, a Cgcre/Inmetro exige que o laboratório garanta que a calibração de seus padrões de referência e instrumentos que precisem ser calibrados externamente sejam realizadas em laboratórios que possam demonstrar competência, capacidade de medição e rastreabilidade para a calibração específica que for executada.
Considera-se que os seguintes laboratórios atendem a estes requisitos:
NIT-DICLA-030
• Laboratórios integrantes do Inmetro, do Serviço da Hora do Observatório Nacional (SH/ON) ou do Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD);
• Laboratórios Nacionais de Metrologia signatários do Acordo de Reconhecimento Mútuo do CIPM e que participem das comparações chave (key comparisons) organizadas pelo BIPM ou por Organizações Regionais de Metrologia (ex.: SIM, EUROMET e APMP);
NIT-DICLA-030
• Laboratórios de calibração credenciados pela Cgcre/Inmetro para essa calibração específica;
• Laboratórios de calibração, que sejam credenciados para essa calibração específica, por Organismos de Credenciamento de Laboratórios signatários dos Acordos de Reconhecimento Mútuo da ILAC e/ou da EA e/ou da IAAC para o credenciamento de laboratórios de calibração.
Dificuldades Relatadas
• Realização de calibração em medidas de modulação digital:
– Error Vector Magnitude, – Phase Error,
– Frequency Error para modulação do tipo: GMSK, 8PSK, QPSK e 16QAM.
Obs: Tais medições são realizadas por simuladores de radiocomunicações, utilizados em ensaios de telefone celular (AMPS, CDMA, GSM/GPRS/EDGE)
Dificuldades Relatadas
Para transmitir sinais digitais em uma portadora, é necessária a modulação destas informações (bits). A modulação digital codifica uma seqüência de bits de comprimento finito em um dentre vários possíveis sinais transmitidos. Intuitivamente, o receptor minimiza a probabilidade de erros de bit decodificando o sinal recebido como o sinal no conjunto de possíveis sinais transmitidos que é mais próximo ao sinal recebido.
Portanto é possível analisar sinais em um espaço
vetorial definido, a análise vetorial é aplicada nas
técnicas de modulação específica (GMSK, 8-PSK, 16-QAM - p. 20, 31 e 31)*.
Dificuldades Relatadas
• Na teoria é possível associar matematicamente fase e magnitudes do vetor (Erro de fase e EVM). Ex:
• Note que o EVM, matematicamente é o modulo dos vetores I-Q measured e i-Q reference. Para calcular o phase error, podemos aplicar à seguinte formula:
• cos(Phase error) = Q measured * Q reference / || i-Q reference || * || i-i-Q measured ||
• Podemos concluir que a base de tempo é uma das grandezas que tem influência sobre as medidas de
Dificuldades Relatadas
• Analisadores de Protocolos
Validação da Camada Física
A camada física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais.
Características como níveis de Tensão, temporização de alterações de tensão, taxas de dados físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores físicos e outros atributos similares são definidas pelas especificações da camada física.
Dificuldades Relatadas
• Exemplo Analisador de Protocolo modelo HP37900
Validação da Interface física aplicando as Recomendações da SDT-220-250-707 – ABR/98 –
CPA-T Interfaces de CPA-Transmissão Características Elétricas e Físicas
Dificuldades Relatadas
• Realização de calibração em SDH – Medidas importantes:
• Exatidão da Freqüência nas interfaces STM • Offset da Frequência do Gerador de Relógio
• Sensibilidade das entradas Ópticas (em função dos comprimentos de onda)
• Nível de Saída Ópticas (em função dos comprimentos de onda)
Ensaio 1: Interferência a um sinal espúrio
de CW
Apresentação de casos
práticos
Analisador de Transmissão Digital Fonte de alimentação Multímetro Atenuador 30 dB (a) Divisor de Potência (a) Transmissor BB RF CC Atenuador Variável Gerador de Sinais Sensor de Potência Analisador de Transmissão Digital Medidor de Potência Receptor RF BB CC Atenuador 30 dB (b) M CC CC FreqüencímetroO ensaio consiste em determinar o nível e a freqüência dos sinais recebidos pelo receptor, que causam uma taxa de erro > 10E-6 no sinal demodulado por este receptor.
- Na configuração de ensaio mostrada no slide anterior, através do Atenuador Variável ajusta-se o nível na entrada do receptor, até obter-se uma taxa de erro =10E-6.
- Ativa-se o gerador de sinais com as freqüências definidas no ensaio e nível ajustado até que seja obtida a taxa de erro > 10-6 no sinal demodulado pelo receptor.
- Obtida esta taxa, o nível e a freqüência do sinal recebido na entrada do receptor são definidos pelo valor indicado no Medidor de Potência, pelo Atenuador 30 dB(b) e pelo Freqüencímetro. A contribuição da calibração destes equipamentos influencia diretamente na incerteza total do resultado. Devem portanto ser calibrados.
Note-se que para determinar o sinal recebido não foi necessário conhecer o nível na saída do Gerador de Sinais, nem as atenuações do Atenuador 30 dB(a), do Atenuador Variável e do Divisor de Potência.
Portanto a contribuição da calibração destes equipamentos para a incerteza total do resultado do ensaio é nula. NBR ISO/IEC 17025, item 5.6.2.2.1 - Para laboratórios de ensaio, os requisitos apresentados em 5.6.2.1 (Calibração) aplicam-se a equipamentos de medição e ensaios utilizados com funções de medição, a não ser que tenha sido estabelecido que a contribuição associada da calibração pouco contribui para a incerteza total do resultado do ensaio
Ensaio 1: Interferência a um sinal espúrio
de CW
Para alguns ensaios de características de sinalização, o requisito define que a tensão de linha (Vbat) seja de 48 V e a que a corrente de enlace (If) seja de 20 mA.
A tensão Vbat é obtida através de uma Fonte de Alimentação (b). A verificação desta tensão é feita pelo multímetro calibrado. A corrente If, também medida com o multímetro calibrado é ajustada através da Década Resistiva.
Note-se que a exatidão dos valores de tensão e corrente dependem da calibração do multímetro.
A indicação da tensão gerada na Fonte de Alimentação e o valor da resistência indicada na Década Resistiva em nada contribuem para a incerteza total do resultado do ensaio e não necessitam de calibração.
Ensaio 2: Sinalização de monocanal
Telefone Fonte de Alimentação(a) Multímetro ESE B BB RF DC IN A Atenuador30 dB (a) Atenuador Variável (a) Atenuador 30 dB (b) Osciloscópio 100 Ω CH 1 CH 2 Va ESE A RF BB DC IN A
Multímetro ResistivaDécada Fonte de Alimentação(b) If Vbat La Sa Ponte de Alimentação Lb + - Sb
O ensaio visa determinar a faixa de variação da tensão de entrada com a qual a UR deve operar, em regime contínuo, mantendo a tensão e a corrente de saída dentro de certas características.
A variação da tensão de entrada é obtida através de ajuste do Variador de Tensão. Para obter os valores gerados pelo variador de tensão, se faz uso do multímetro calibrado. O Variador de
tensão também não necessita calibração.
Estes são alguns exemplos que comprovam que na necessidade de geração de sinais que possibilitem a realização de ensaios, é muito mais coerente verificar estes sinais com
instrumentos calibrados ao invés de utilizar a indicação destes geradores e suas respectivas tabelas de calibração.
Ensaio 3: Faixa de variação de tensão de
entrada na Unidade Retificadora (UR)
Multímetro Fase + Neutro -SR Multímetro Variador de Tensão UR´s 1...2...3...n Carga Alicate Amperímetro
Pelo exposto o que se pretende argumentar é que nem todos os instrumentos de testes
utilizados na montagem do “setup” do ensaio necessitam ser calibrados, cabendo ao avaliador ter como critério, a cobrança de rastreabilidade, somente dos instrumentais utilizados com funções de medição.
Enquanto que nos instrumentais de apoio utilizados na geração de sinais, faz-se necessário somente uma verificação compatível.
É de conhecimento tácito que o período de calibração dos instrumentos de medição utilizados nos ensaios é de 1 ano.
Porém não existe nenhuma regra que defina esta obrigatoriedade, nada impede que o Laboratório adote como política o período 2 anos entre duas calibrações sucessivas, associado a procedimentos internos de verificação intermediárias, com métodos adequados e suficientes..
Considerações Finais:
Referências
• DOQ-CGCRE-018-REV 00 – SET/2006 – Orientação para Calibração de Instrumentos Analógicos e Digitais de Medição na Área de Eletricidade
• DOQ-CGCRE-007-REV 00 – ABRIL/2003 – Informações sobre os Acordos de Reconhecimento Mútuo no campo do Credenciamento de Laboratórios
• DOQ-CGCRE-003- Orientações sobre Calibração e Rastreabilidade das Medições e, Laboratórios de Calibração e de Ensaio
• NIT-DICLA-030 – REV 01 – JUL/03 – Rastreabilidade ao Sistema Internacional de Unidades no Credenciamento de Laboratórios
• SDT-225-100-706 – JUL/92 – Especificações Gerais de Equipamentos Multiplex 2.048 kbit/s
• SDT-220-250-707 – ABR/98 – CPA-T Interfaces de Transmissão Características Elétricas e Físicas
