Metrologia- prova 1

Question 1

O que é medir?

Answer 1

Medir é o processo de comparar uma quantidade desconhecida com uma quantidade conhecida de mesma natureza. É a operação fundamental da metrologia, que busca determinar o valor de grandezas físicas através de instrumentos de medição adequados.

Question 2

O resultado de uma medição é um número?

Answer 2

Sim, o resultado de uma medição geralmente é um número, acompanhado de uma unidade de medida correspondente.

Question 3

Porque é importante a utilização de um sistema de unidades padronizado?

Answer 3

A utilização de um sistema de unidades padronizado é importante porque permite que as medições realizadas em diferentes locais e por diferentes pessoas possam ser comparadas e combinadas de maneira confiável. Isso é essencial para a ciência, a engenharia e a indústria, pois possibilita o intercâmbio de informações e a realização de experimentos e projetos em colaboração.

Question 4

O que é indicação direta e indireta?

Answer 4

> Indicação direta é aquela em que o instrumento de medição apresenta diretamente o valor da grandeza a ser medida, sem necessidade de cálculo adicional. Por exemplo, uma régua que apresenta o comprimento de um objeto em sua escala.
Indicação indireta é aquela em que o valor da grandeza a ser medida é obtido a partir de uma combinação de outras grandezas medidas. Por exemplo, a medição da pressão em um manômetro de tubo em U, que requer a combinação das alturas de coluna dos fluidos no tubo.

Question 5

Cite exemplos da utilização de medidas em: controle, monitoramento e pesquisa. Em qual deles é mais difícil fazer as medições?

Answer 5

> No controle de qualidade, as medidas são utilizadas para verificar se as características do produto ou processo estão dentro das especificações e tolerâncias estabelecidas. Por exemplo, a medição do diâmetro de um eixo em uma linha de produção.
No monitoramento, as medidas são utilizadas para acompanhar o comportamento de uma grandeza física ao longo do tempo. Por exemplo, a medição da temperatura ambiente em um sistema de climatização.
Na pesquisa, as medidas são utilizadas para coletar dados sobre um fenômeno físico e testar hipóteses científicas. Por exemplo, a medição da velocidade do som em diferentes materiais.
Em geral, o monitoramento é o mais difícil de realizar, pois requer a medição contínua e em tempo real de uma grandeza física, o que pode ser complexo e custoso.

Question 6

Defina: Ciência, tecnologia e engenharia

Answer 6

Ciência é um conjunto de conhecimentos organizados e sistematizados sobre o mundo natural e os fenômenos que o governam. A ciência busca compreender e explicar os fenômenos naturais por meio de experimentos e observações empíricas.

Tecnologia é o conjunto de técnicas, processos e conhecimentos utilizados para desenvolver produtos e serviços que atendam às necessidades humanas. A tecnologia é baseada nos princípios científicos e tem como objetivo aplicar esses conhecimentos para resolver problemas práticos.

Engenharia é uma disciplina que aplica princípios científicos, matemáticos e técnicos para projetar, desenvolver, construir e manter sistemas, estruturas, dispositivos e processos para atender às necessidades humanas e resolver problemas práticos. A engenharia abrange diversas áreas, como civil, mecânica, elétrica, de materiais, ambiental, entre outras.

Question 7

Quais as fontes de erro de uma medição?

Answer 7

Existem diversas fontes de erro em uma medição, incluindo:
- Erros de leitura: podem ser causados pela falta de habilidade do operador em fazer a leitura corretamente;
- Erros sistemáticos: são erros que ocorrem de forma consistente em todas as medições e podem ser causados por problemas no equipamento ou no ambiente em que a medição é realizada;
- Erros aleatórios: são variações aleatórias nas medições que não podem ser previsíveis ou controladas;
- Erros de calibração: quando o equipamento utilizado para fazer a medição não está devidamente calibrado, pode haver um erro na leitura dos valores;
- Erros de paralaxe: ocorrem quando a linha de visão do operador não está perpendicular ao instrumento de medição, o que pode levar a uma leitura incorreta.

Question 8

Exemplifique as dificuldades enfrentadas na definição do mensurando.

Answer 8

O mensurando é a grandeza que se quer medir. No entanto, sua definição pode apresentar dificuldades, pois muitas grandezas não são diretamente observáveis e precisam ser definidas por meio de outras grandezas mais básicas. Por exemplo, a velocidade é definida como a razão entre a distância percorrida e o tempo gasto para percorrê-la. Além disso, existem grandezas que são difíceis de definir com precisão, como a temperatura, que pode variar em diferentes regiões do objeto em que é medida.

Question 9

O que é incerteza da medição? Como é definida?

Answer 9

A incerteza da medição é a medida da falta de certeza ou confiança que se tem no resultado de uma medição. Ela é definida como a estimativa da faixa de valores possíveis para o mensurando, que inclui o valor verdadeiro com uma determinada probabilidade. A incerteza pode ser influenciada por vários fatores, como a precisão do equipamento, as condições ambientais e as habilidades do operador. É importante que a incerteza seja avaliada para que se possa avaliar a confiabilidade dos resultados obtidos.

Question 10

Os pilares da metrologia são a precisão, a exatidão e a confiabilidade.

Answer 10

• Precisão: é a capacidade de um instrumento de medição fornecer leituras repetidas com baixa dispersão em relação ao valor médio. Uma medida precisa é aquela que tem uma pequena variação em torno do valor médio.
• Exatidão: é a capacidade de um instrumento de medição fornecer leituras próximas ao valor verdadeiro do mensurando. Uma medida exata é aquela que está próxima do valor verdadeiro.
• Confiabilidade: é a capacidade de um instrumento de medição fornecer leituras estáveis e repetíveis ao longo do tempo, sob as mesmas condições de uso e ambiente. A confiabilidade é uma medida da capacidade de um instrumento de medição de fornecer resultados consistentes.

Esses três pilares são fundamentais para garantir a qualidade das medições e a confiabilidade dos resultados obtidos. A precisão garante a repetibilidade das medições, a exatidão garante que as medições sejam próximas ao valor verdadeiro e a confiabilidade garante que as medições sejam consistentes e confiáveis.

Question 11

Comente sobre “linguagem de metrologia” e internacionalização

Answer 11

A “linguagem de metrologia” é um conjunto de termos e definições utilizados para descrever conceitos relacionados à metrologia, permitindo uma comunicação clara e precisa entre os profissionais da área. A internacionalização é importante para garantir a uniformidade da linguagem de metrologia em diferentes países, evitando confusões e erros causados por diferentes interpretações dos termos.

Question 12

Quais as sete unidades de base?

Answer 12

As sete unidades de base são: metro (m) para comprimento, quilograma (kg) para massa, segundo (s) para tempo, ampere (A) para corrente elétrica, kelvin (K) para temperatura, mol (mol) para quantidade de substância e candela (cd) para intensidade luminosa.

Question 13

Qual a definição e incerteza atual das seguintes unidades: comprimento, massa e tempo?

Answer 13

A definição e incerteza atual das unidades de base são:

• Comprimento: definido como a distância percorrida pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299.792.458 de segundo. Sua incerteza é de 4x10^-9 m.
• Massa: O kg continuará a ser a unidade de massa, mas seu valor será estabelecido fixando-se o valor numérico da constante de Planck, h, exatamente igual a 6,626 070 15 × 10-34 quando expresso em unidades do SI, m2·kg·s-1, que é igual a joule segundo (J·s). Incerteza 10^-8
• Tempo: definido como a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133. Sua incerteza é de 1x 10^-9 s.

Question 14

O que são unidades derivadas?

Answer 14

Unidades derivadas são unidades que são definidas em termos de unidades de base, através de equações que relacionam grandezas físicas. Exemplos incluem o newton (N) para força, que é definido como kg.m/s², e o watt (W) para potência, que é definido como J/s.

Question 15

Quais os múltiplos e submúltiplos das unidades? Para medidas de comprimento qual deles é utilizado em engenharia mecânica?

Answer 15

Os múltiplos e submúltiplos das unidades de base são definidos através de prefixos, como o quilômetro (km) para comprimento e o microampere (µA) para corrente elétrica. Na engenharia mecânica, é comum utilizar o milímetro (mm) como submúltiplo do metro para medidas de comprimento.

Question 16

Qual a importância da grafia correta em metrologia?

Answer 16

A grafia correta é importante em metrologia para garantir a precisão e a confiabilidade das medições, evitando erros causados por confusão entre termos similares.

Question 17

O valor verdadeiro é absoluto? Explique.

Answer 17

O valor verdadeiro não é absoluto, pois ele é sempre uma estimativa baseada em um modelo teórico que pode não capturar todos os efeitos relevantes. Ele pode ser refinado com a coleta de mais dados e o desenvolvimento de modelos mais precisos.

Question 18

Defina precisão e exatidão.

Answer 18

Precisão se refere à repetibilidade de uma medição, ou seja, a capacidade de se obter resultados semelhantes em diferentes medições do mesmo objeto. Exatidão se refere à proximidade do valor medido com o valor verdadeiro.

Question 19

O que é necessário para conhecer o erro de medição?

Answer 19

Para conhecer o erro de medição, é necessário comparar o resultado da medição com o valor verdadeiro do mensurando. No entanto, o valor verdadeiro muitas vezes não é conhecido e, portanto, é necessário usar métodos estatísticos para estimar a incerteza da medição.

Question 20

Diferencie cálculo e estimativa de erro sistemático.

Answer 20

O cálculo de erro sistemático envolve a análise da causa do erro e a aplicação de uma correção para reduzi-lo. A estimativa de erro sistemático, por outro lado, envolve a análise de dados estatísticos para determinar a magnitude do erro.

Question 21

O que é correção? Ela pode ser aplicada sempre?

Answer 21

Correção é um ajuste aplicado ao resultado da medição para corrigir um erro conhecido. Nem sempre é possível aplicar uma correção, pois isso depende da natureza do erro.

Question 22

Diferencie erro de medição de tendência.

Answer 22

Erro de medição refere-se a variações aleatórias na medição, enquanto tendência refere-se a variações sistemáticas. Um exemplo de tendência é um desvio constante do valor verdadeiro

Question 23

Compare erro sistemático de erro aleatório.

Answer 23

Erro sistemático é causado por fatores sistemáticos, enquanto erro aleatório é causado por fatores aleatórios. Erro sistemático pode ser corrigido, enquanto erro aleatório é geralmente inevitável

Question 24

O que é incerteza padrão e qual a sua relação com repetitividade?

Answer 24

Incerteza padrão é uma medida da incerteza estatística associada a uma medição. Ela é calculada a partir da repetitividade das medições e é usada para estimar a incerteza expandida.

Question 25

A repetitividade deve ser definida ou é sempre a mesma?

Answer 25

A repetitividade não é sempre a mesma e pode ser influenciada por fatores como condições ambientais e desgaste do equipamento de medição.

Question 26

O que é uma curva de erros? Faz sentido utilizar o erro máximo?

Answer 26

Uma curva de erros é um gráfico que mostra o desvio entre o valor medido e o valor verdadeiro em relação ao tempo ou a uma variável de entrada. O erro máximo não é uma medida útil, pois não leva em conta a distribuição estatística dos erros.

Question 27

Explique o efeito da média de diversas medidas sobre o erro aleatório e sistemático.

Answer 27

A média de diversas medidas pode reduzir o erro aleatório, mas não afeta o erro sistemático. No entanto, a média de várias medições pode ajudar a identificar e corrigir erros sistemáticos.

Question 28

Compare erro de medição e incerteza de medição.

Answer 28

Erro de medição se refere à diferença entre o valor medido e o valor verdadeiro, enquanto incerteza de medição é uma medida da variabilidade dos resultados da medição

Question 29

O que é retroação?

Answer 29

Retroação é o processo de ajustar o sistema de medição com base nos resultados da medição anterior. Isso pode ajudar a reduzir o erro sistemático.

Question 30

Compare erros provocados por fatores internos e externos

Answer 30

Erros provocados por fatores internos são causados por problemas no equipamento de medição, enquanto erros provocados por fatores externos são causados por variações nas condições ambientais ou na natureza do objeto medido.

Question 31

.A dilatação térmica deve ser sempre calculada?

Answer 31

A dilatação térmica deve ser calculada em algumas medições, como medições de comprimento em temperaturas elevadas. No entanto, em algumas aplicações, como em medições de massa, a dilatação térmica pode ser ignorada.

Question 32

Quais as condições ambientais ideais?

Answer 32

As condições ambientais ideais incluem temperatura, umidade e pressão controladas e estáveis. Isso ajuda a reduzir o erro de medição causado por variações nas condições ambientais.

Question 33

Quais os métodos básicos de medição? Discuta as vantagens, desvantagens e limitações de cada um.

Answer 33

Os métodos básicos de medição podem ser divididos em diretos e indiretos.
Os métodos diretos envolvem a medida direta da grandeza que se deseja medir, enquanto os métodos indiretos envolvem a medição de outras grandezas que possuem relação com a grandeza que se deseja medir. As vantagens do método direto são que ele é geralmente mais preciso e menos suscetível a erros devido a interferências externas, além de ser mais simples.
No entanto, nem sempre é possível realizar a medida diretamente, o que torna necessário o uso de métodos indiretos.
As desvantagens dos métodos indiretos são que eles são geralmente menos precisos e mais suscetíveis a erros devido a interferências externas, além de serem mais complexos e requererem mais conhecimento e habilidade por parte do operador.

Question 34

Qual a função do transdutor/sensor?

Answer 34

O transdutor ou sensor é responsável por converter a grandeza que se deseja medir em um sinal elétrico que possa ser lido por um instrumento de medida. Existem vários tipos de sensores, como sensores de temperatura, pressão, força, aceleração, etc., e cada um é projetado para medir uma grandeza específica.

Question 35

O que faz a unidade de tratamento de sinais?

Answer 35

A unidade de tratamento de sinais é responsável por processar o sinal elétrico gerado pelo sensor, filtrando-o, amplificando-o e convertendo-o em uma forma legível para o usuário. Essa unidade pode ser integrada ao próprio instrumento de medida ou ser um componente separado.

Question 36

Quais os módulos essenciais em um sistema de medida?

Answer 36

Os módulos essenciais em um sistema de medida incluem o sensor/transdutor, a unidade de tratamento de sinais, o indicador ou registrador e, em alguns casos, um dispositivo de controle de processo.

Question 37

Compare: Faixa de indicação, faixa de medição e faixa nominal.

Answer 37

A faixa de indicação é o intervalo de valores que o instrumento pode mostrar no seu display ou mostrador. A faixa de medição é o intervalo de valores que o instrumento é capaz de medir com uma determinada precisão. Já a faixa nominal é o intervalo de valores para o qual o instrumento foi projetado para ser utilizado.

Question 38

Qual a resolução de uma régua? Depende?

Answer 38

A resolução de uma régua é a menor divisão que pode ser lida na escala graduada. Depende da precisão da marcação das divisões na escala.

Question 39

O que é sensibilidade de um sistema de medida? Relacione sensibilidade e amplitude de um sistema de medida.

Answer 39

A sensibilidade de um sistema de medida é a relação entre a variação da saída do sistema e a variação correspondente da entrada. Ela é um indicador da capacidade do sistema de detectar variações na grandeza que se deseja medir. A amplitude de um sistema de medida é o intervalo máximo de variação da grandeza que o sistema é capaz de medir.

Question 40

O que é histerese? E tempo de resposta?

Answer 40

A histerese é a diferença entre as leituras obtidas por um sistema de medida quando a grandeza medida é crescente e quando é decrescente, para um mesmo valor da grandeza. O tempo de resposta é o tempo necessário para que o sistema de medida responda a uma variação na grandeza medida

Question 41

Qual a utilidade da calibração?

Answer 41

A calibração é o processo de ajustar um instrumento de medida para que ele possa fornecer resultados mais precisos e confiáveis. Ela é necessária para garantir que o instrumento esteja funcionando corretamente e que as medições realizadas com ele sejam confiáveis

Question 42

Quando deve ser feita uma calibração? Existe uma regra para tal?

Answer 42

A calibração deve ser feita regularmente de acordo com as normas e recomendações do fabricante e das agências reguladoras. Geralmente, a frequência de calibração depende do tipo de instrumento, do ambiente em que ele é usado e da importância da medição para a qualidade do produto ou serviço. Não há uma regra única para a frequência de calibração, mas geralmente é recomendado que seja feita pelo menos uma vez por ano.

Question 43

O que é uma verificação? Quando ela deve ser feita?

Answer 43

A verificação é o processo de determinar se um instrumento de medição atende às especificações de tolerância e desempenho definidas pelo fabricante ou por normas regulatórias. A verificação pode ser feita internamente por um laboratório de calibração ou por um técnico treinado, ou pode ser realizada por uma organização externa de calibração acreditada. A verificação deve ser realizada antes de utilizar um instrumento pela primeira vez e regularmente durante sua vida útil.

Question 44

O tempo entre uma calibração e outra, para um paquímetro, deve ser sempre o mesmo?

Answer 44

Não necessariamente. O tempo entre uma calibração e outra deve ser determinado com base em fatores como a frequência de uso do instrumento, as condições ambientais em que ele é usado, o tipo de medição realizada e a importância da medição para a qualidade do produto ou serviço. O importante é que a calibração seja feita regularmente, de acordo com as recomendações do fabricante e das agências reguladoras.

Question 45

A calibração de um padrão é feita como?

Answer 45

A calibração de um padrão é feita comparando-o com outro padrão de referência de maior precisão e exatidão, que é geralmente mantido por uma agência nacional de metrologia ou por um laboratório de calibração acreditado. A comparação é feita em condições controladas de temperatura, umidade e pressão, usando um método de medição padronizado e rastreável às unidades de base do SI. O resultado da calibração é então registrado em um certificado de calibração, que inclui informações sobre o padrão calibrado, as condições da calibração, os resultados da medição e a incerteza da medição.

Question 46

O que é verificação, ajuste e regulagem?

Answer 46

A verificação é o processo de determinar se um instrumento de medição atende às especificações de tolerância e desempenho definidas pelo fabricante ou por normas regulatórias. O ajuste é o processo de modificar o instrumento para corrigir desvios em relação às especificações de tolerância e desempenho. A regulagem é o processo de ajustar um instrumento para que ele funcione corretamente em uma determinada condição ambiental ou em uma aplicação específica. Em geral, a verificação é realizada antes do ajuste ou da regulagem.

Question 47

O que é uma calibração indireta? Como ela é feita?

Answer 47

A calibração indireta é um método utilizado quando não é possível realizar a calibração diretamente no instrumento de medição. Neste caso, a calibração é feita utilizando-se um instrumento de referência que mede a mesma grandeza e que tem sua calibração já estabelecida. Por exemplo, para calibrar um termômetro, pode-se utilizar um banho de líquido cuja temperatura é conhecida e que é medido por um termopar calibrado. A calibração indireta é feita por meio de cálculos matemáticos para obter a correção do instrumento que está sendo calibrado.

Question 48

O que é um gerador de grandeza “padrão”?

Answer 48

Um gerador de grandeza “padrão” é um dispositivo que é capaz de gerar uma grandeza física com uma precisão extremamente alta, como um sinal elétrico ou uma temperatura. Esses geradores são utilizados como referência para calibração de outros instrumentos de medição, garantindo assim que a medição seja realizada com a maior precisão possível.

Question 49

O que é rastreabilidade?

Answer 49

Rastreabilidade é a capacidade de se traçar a cadeia de calibração de um instrumento de medição até um padrão nacional ou internacionalmente reconhecido. Ela garante que a medição realizada por um instrumento seja confiável e tenha uma precisão conhecida, pois a calibração foi realizada com base em padrões rastreáveis.

Question 50

O que é o INMETRO? E o BIPM?

Answer 50

O INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia) é uma autarquia federal brasileira responsável por coordenar o Sistema Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (SINMETRO) e promover a metrologia, a normalização e a qualidade industrial no país. O BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) é uma organização intergovernamental sediada em Paris, França, responsável por manter e desenvolver os padrões internacionais de unidades de medida.

Question 51

O que é a rede brasileira de calibração? Qual a função dela?

Answer 51

A Rede Brasileira de Calibração (RBC) é um sistema de laboratórios de calibração credenciados pelo INMETRO que realizam a calibração de instrumentos de medição em diversas áreas, como elétrica, dimensional, massa, pressão, temperatura, entre outras. A função da RBC é garantir a rastreabilidade das medições realizadas no país, bem como a qualidade dos serviços prestados pelos laboratórios de calibração.

Question 52

Quais os principais itens de um certificado de calibração?

Answer 52

Um certificado de calibração deve conter informações como a identificação do laboratório de calibração, a identificação do instrumento calibrado, a data da calibração, a identificação do padrão de referência utilizado, os resultados das medições e a incerteza de medição associada, entre outras informações relevantes para garantir a rastreabilidade e a confiabilidade da calibração

Question 53

Sugira um roteiro simplificado para a calibração de uma régua.

Answer 53

Um roteiro simplificado para a calibração de uma régua pode seguir os seguintes passos:

1. Verificar as condições ambientais, como temperatura e umidade, para garantir a precisão da calibração.
2. Verificar se a régua está limpa e livre de resíduos que possam afetar a medição.
3. Selecionar um padrão de referência, como uma régua de precisão, que possua certificado de calibração válido.
4. Comparar as medidas da régua a ser calibrada com as medidas do padrão de referência em pelo menos 5 pontos diferentes ao longo da régua.
5. Calcular as diferenças entre as medidas da régua a ser calibrada e as medidas do padrão de referência em cada ponto.
6. Analisar as diferenças encontradas para determinar se há um padrão de erro sistemático que possa ser corrigido.
7. Gerar um relatório de calibração que inclua informações sobre as condições ambientais, o padrão de referência utilizado, as medidas obtidas e as correções aplicadas, se houver.
8. Emitir um certificado de calibração que ateste a precisão da régua calibrada e inclua informações sobre as incertezas associadas às medidas.
9. Arquivar os registros de calibração e certificados de calibração para fins de rastreabilidade e auditoria.

É importante ressaltar que este é apenas um roteiro simplificado e que a calibração de instrumentos de medição deve seguir normas específicas e ser realizada por profissionais capacitados.