Cálculo da incerteza de medição

Monografia

Cálculo da Incerteza de Medição na

Calibração de uma Balança de Pressão

Mariana da Fonseca Pereira

Natal, junho de 2006

PEREIRA, Mariana da Fonseca – Cálculo da Incerteza de Medição na Calibração

de uma Balança de Pressão, Monografia, UFRN, Departamento de Engenharia

Química, Programa de Recursos Humanos – PRH 14 / ANP. Áreas de

Concentração: Engenharia de Petróleo e Metrologia, Natal/RN, Brasil.

Orientador: Profº. Luiz Pedro de Araújo

Co-Orientador: Profº. Walter Link

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RESUMO: A calibração é um procedimento experimental através do qual são

estabelecidas as relações entre os valores indicados por um instrumento de medição e os

valores correspondentes das grandezas estabelecidos por padrões. Por melhores que

sejam as características de um sistema de medição, este sempre apresentará erros, seja

por fatores internos, seja por ação das grandezas de influência externas. A perfeita

caracterização das incertezas associadas a estes erros é de grande importância para que

o resultado da medição possa ser estimado de maneira segura. Este trabalho tem como

objetivo a determinação da incerteza de medição no processo de calibração de uma

balança de pressão. Esta calibração foi feita por comparação direta contra uma balança

de pressão padrão. Compararam-se as duas máquinas em dez pontos igualmente

distribuídos ao longo da faixa nominal do mensurando, desprezando-se para efeito de

cálculo da área os valores abaixo de 20% da faixa nominal do mensurando. Além dessa

determinação, foram calibradas as massas que compõem o mensurando, determinando,

também sua incerteza de medição. A calibração foi feita em uma balança de pressão

com faixa nominal de 0,1 a 6,0 MPa e incrementos de pressão de 0,1 MPa. O padrão

utilizado para a calibração foi outra balança de pressão do tipo pistão invertido. Após a

calibração foi feito um modelo matemático, incluindo as grandezas que influenciam na

calibração da balança e os erros ocorridos nessa calibração, para calcular a incerteza de

medição. A incerteza expandida calculada foi de 410 Pa. Essa incerteza é a incerteza

padronizada das medições multiplicada pelo fator de abrangência k = 2,0, que para uma

distribuição normal corresponde a uma probabilidade de abrangência de

aproximadamente 95%. A incerteza calculada neste trabalho, comparada à faixa de

medição da balança de pressão, foi baixa, constatando que o processo de calibração foi

feito corretamente.

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Palavras Chaves:

- Cálculo da Incerteza;

- Calibração;

- Balança de Pressão.

ABSTRACT

Calculation of the Uncertainty of Measurement in the Calibration of one

Balance of Pressure

The calibration is an experimental procedure through which is established the relations

between the values indicated for a measurement instrument and the corresponding

values of the largenesses established for standards. For better that they are the

characteristics of a measurement system, this always will present errors, either for

internal factors, either for action of the external largenesses of influence. The perfect

characterization of the uncertainties associates to these errors is of great importance so

that the result of the measurement can be esteem in safe way. This work has as objective

the determination of the uncertainty of measurement in the process of calibration of a

pressure scale. This calibration was made by direct comparison against a pressure scale

standard. The two machines in ten points equally distributed had been compared with

the long one of the nominal band of mensurement, disdaining for effect of calculation of

the area the values below of 20% of the band of mensurement. Beyond this

determination, the masses had been calibrated that you compose mensurement,

determining, also its uncertainty of measurement. The calibration was made in a scale of

pressure with band of 0,1 the 6,0 MPa and increments of 0,1 pressure of MPa. The

standard used for the calibration was another scale of pressure of the inverted type

piston. After the calibration was made a mathematical model, including the largenesses

that influence in the calibration of the scale and the errors occurred in this calibration, to

calculate the measurement uncertainty. The expanded uncertainty calculated was of

410 Pa. This uncertainty is the standardized uncertainty of the measurements multiplied

factor k = 2,0, that for a distribution it corresponds approximately to a probability of