CALIBRAÇÃO - INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL

    A calibração de equipamentos é fundamental para qualquer processo nas indústrias e comércios pelo mundo a fora. Essa importância se deve ao fato de a calibração “afirmar’’ que estou, por exemplo, colocando uma quantidade correta de produto em um processo químico ou dando um preço correto para um cliente que pesou uma sacola com frutas.

 

CALIBRAÇÃO

    A calibração é o levantamento do erro de medição e a incerteza de medição associada a um instrumento ao compará-lo com um instrumento padrão semelhante (igual).

    Na calibração o técnico compara dois equipamentos de estrutura e faixa de indicação iguais (ou, em alguns lugares, a faixa 1,5x maior), sendo um equipamento a ser calibrado e o padrão de referência.

 

OBSERVAÇÃO: CALIBRAÇÃO NÃO É AJUSTE.

NO AJUSTE O TÉCNICO CORRIGE O ERRO DE MEDIÇÃO.

 

    Com a correção do erro de medição o técnico deve voltar a levantar o erro de medição e a incerteza de medição associada ao instrumento. O mesmo vale para possíveis manutenções no instrumento que incluem limpeza, troca de sensores, tampas e outros. Uma simples troca de tampa de um equipamento pode levar a um problema, por isso é interessante que o técnico realize a calibração no momento em que todas as ações em cima do instrumento foram realizadas.

PADRÃO

    O padrão é uma representação do valor verdadeiro (ou representação da unidade). Por meio do instrumento padrão podemos falar se um instrumento está indicando corretamente ou não. Por exemplo, quando colocamos um manômetro em uma bomba comparativa e aplicamos uma pressão de 5 kgf/cm², é o manômetro padrão que garante que estamos realmente inserindo 5 kgf/cm² em um manômetro a ser calibrado.

CALIBRAÇÃO DE TRANSMISSORES

    Diferente de manâmetros, a calibração de transmissores depende de mais equipamentos para a correta verificação da medição. Os transmissores são capazes de enviar os dados da medição por meio de sinais elétricos que variam em 4 a 20mA, 0 a 5V ou -5 a 5V e por aí vai conforme a tecnologia. 

Para a calibração de transmissores é possível utilizar uma gama de equipamentos para atestar a medição correta. 

Entre eles, destaco o ISOCAL da Presys (bancada e campo)

PC-507 da Presys (bancada e campo)

Bomba Comparativa (bancada)

São exemplo de equipamentos utilizados na calibração de instrumentos de medição e telemetria.

Além disso, para transmissores, é necessário medir a corrente transmitida para o controlador (CLP).

Dessa forma, temos a seguinte configuração:

Desenho feito pelo ADM do blog.

Por que é necessário ler a corrente?

    

    Os transmissores enviam sinais de 4 a 20mA (protocolo Hart) proporcional a pressão aplicada nas tomadas, ou seja, se não houver pressão, a saída de corrente deve ser de 4mA (chamada de "Zero Vivo") e se a pressão máxima configurada for alcançada a corrente precisa ser de 20mA. 

    Se corrente transmitida não for proporcional a pressão aplicada, isso pode indicar que o equipamento está danificado ou com desvio na correnteXpressão. No caso de desvio, o técnico pode efetuar um "trim de zero" no instrumento. 

    É importante no momento da calibração que o técnico tenha em mente estas informações para não entregar um equipamento defeituoso ao cliente ou a planta industrial.

CÁLCULOS ASSOCIADOS

Além dos equipamentos para calibração em campo e bancada, o técnico deve ter a expertise nos cálculos associados a calibração, já que o processo não se resumo a colocar o manômetro em uma bancada e ajustar sua indicação.

O primeiro passo é anotar a resolução do manômetro, faixa nominal, o horário local, a data e a temperatura ambiente. Depois disso, deve-se anotar os parâmetros do manômetro padrão, como faixa nominal e resolução. Em seguida, deve-se colocar o manômetro a ser calibrado em uma bancada junto com o padrão, então realiza-se os registros de avanço e retorno das pressões em diversas faixas. 

Por meio das duas fórmulas abaixo é possível saber a correção e a histerese.

C = M̅ − Vp

&

H = |𝐴 − R|

Onde:

C - Correção;

M̅ - Valor médio da faixa;

Vp - Valor padrão;

H - Histerese;

A - Valor médio do Avanço;

R - Valor médio do Recuo;

O processo de calibração não para por aí. Para calcular a incerteza de um instrumento é necessário calcular o grau de liberdade efetivo e, com o auxílioda tabela t-student determinar o valor do coeficiente de abrangência que vamos utilizar para calcular a incerteza da medição.

A incerteza tem diversas fontes, sendo elas: repetitividade, histerese, resolução do manômetro, resolução do manômetro padrão e a herdada do padrão. Elas serão calculadas respectivamente pelas equações 1, 2, 3, 4 e 5. Elas serão combinadas pela equação 6 e dela teremos a incerteza combinada que será multiplicada pelo coeficiente de abrangência por meio da equação 7. 

O primeiro cálculo a ser efetuado é o do Desvio Padrão que chamaremos de "S".

- O Desvio Padrão é um valor que indica ao técnico o quanto os valores da dispersão estão desviando da média. 

S = Desvio Padrão

E = Elemento do conjunto

M = Média

N = Número de elementos

Equação 1

A equação 1 serve para calcular a Incerteza da Repetibilidade, onde:

Ir = Incerteza de Repetibilidade

S = Desvio Padrão

N = Número de Elementos da Dispersão

Equação 2

Com a equação 2 é possível calcular a Incerteza de Histerese, onde:

Ih = Incerteza de Histerese;

H = Histerese