Calibração de paquímetro: procedimento, normas e com que frequência calibrar

O que a calibração de um paquímetro verifica

A calibração compara o paquímetro com padrões de referência de valor conhecido e rastreável. Ela registra o erro em cada ponto de ensaio, junto com a incerteza da verificação. A maioria das empresas compara depois esses erros com um erro máximo admissível (EMA) e registra aprovado ou reprovado. Essa segunda etapa é uma verificação em relação a uma especificação, e um certificado pode trazer as duas.

A ISO 13385-1 descreve a exatidão de um paquímetro com duas características. A primeira, E, cobre as medições com os bicos externos quando só parte de cada face de medição toca o padrão. A segunda, S, é o erro de deslocamento (em inglês, shift error) das demais faces: os bicos internos, os bicos internos em faca cruzada, a haste de profundidade e as faces de ressalto. Os limites supõem que o zero foi ajustado com os bicos externos fechados. Por isso as outras faces podem apresentar erros maiores, e cada uma precisa de sua própria verificação.

• Calibração x verificação

As normas: ISO 13385-1, ASME B89.1.14 e ISO 3650

A ISO 13385-1:2019 é a norma internacional sobre as características de projeto e as características metrológicas dos paquímetros com nônio, relógio ou mostrador digital. É a segunda edição, e a ISO a confirmou na revisão de 2025. Os valores predefinidos de EMA ficam no Anexo B (normativo), e as diretrizes de calibração, em um anexo informativo. O Anexo B também traz a regra de decisão para esses valores predefinidos: aceitação simples quando a incerteza de teste é pequena o bastante. Para as demais especificações feitas conforme a norma, aplicam-se as regras predefinidas da ISO 14253-1, salvo indicação de outra regra.

A ASME B89.1.14-2018, reconfirmada em 2023, é a norma norte-americana para paquímetros com nônio, com relógio, digitais eletrônicos e especiais. Ela trata de como especificá-los, verificá-los e calibrá-los. A ASME a descreve como um complemento da ISO 13385-1, e não como uma contradição a ela.

Os padrões de referência usuais são blocos-padrão conforme a ISO 3650:1998. Essa norma define desvios-limite para uma classe de calibração K e para as classes 0, 1 e 2. Seja qual for a classe, os blocos precisam do próprio certificado de calibração, rastreável a padrões nacionais. Se você usar o comprimento certificado de cada bloco em vez do tamanho nominal, o que conta é a incerteza do certificado, e a tolerância da classe deixa de entrar na conta.

Os comprimentos são especificados a 20 °C, a temperatura de referência padrão da ISO 1:2022. A ISO 13385-1 aplica seus valores de EMA a exatamente 20 °C, salvo indicação em contrário. Os resultados de ensaio são corrigidos para 20 °C, ou o efeito de não corrigi-los entra na incerteza.

• Rastreabilidade metrológica explicada
• Calibração de blocos-padrão

Equipamentos e condições

A calibração de um paquímetro exige pouco equipamento. As condições importam tanto quanto os padrões.

• Blocos-padrão que cubram a faixa de medição, com certificados válidos. A ISO 13385-1 também cita padrões escalonados e anéis-padrão como padrões adequados.
• Um anel-padrão, ou um suporte para blocos-padrão com bicos acessórios, para os bicos internos.
• Um desempeno para as verificações de profundidade e de ressalto.
• Um plano óptico para verificar a planeza das faces dos bicos.
• Um ambiente estável perto de 20 °C. Deixe o paquímetro e os blocos se estabilizarem juntos e manuseie os blocos com luvas ou pinças, para que suas mãos não os aqueçam.
• Bicos e blocos limpos. Limpe as faces de medição com um pano que não solte fiapos e procure rebarbas e danos antes de começar.

Bicos externos: pontos de ensaio ao longo da faixa

Feche os bicos e verifique ou ajuste o zero. Depois meça blocos-padrão em pontos distribuídos por toda a faixa. O NPL Measurement Good Practice Guide No. 40, Callipers and Micrometers, pede pelo menos cinco posições espaçadas de forma aproximadamente igual que cubram a faixa. O erro em cada ponto é a leitura menos o comprimento certificado do bloco.

Escolha os pontos pensando no mecanismo. A ISO 13385-1 pede pontos de ensaio que cubram a extensão do nônio ou do relógio. Em um paquímetro com relógio, pede pontos que deixem o ponteiro em ângulos diferentes ao redor do mostrador. Assim, um erro que se repete a cada volta do relógio, ou um erro local na escala, tem chance de aparecer.

Meça cada bloco perto das pontas dos bicos e de novo junto à régua. Uma diferença entre as duas leituras mostra bicos que não estão paralelos ou um cursor que inclina. Repita uma leitura com o cursor travado, porque o travamento não deve alterá-la.

Bicos internos, haste de profundidade e faces de ressalto

Verifique os bicos internos contra uma dimensão interna conhecida. Um anel-padrão serve, assim como um bloco-padrão preso entre bicos acessórios em um suporte. Leia o paquímetro nas faces internas e subtraia a dimensão conhecida. A ISO 13385-1 dá aos bicos internos em faca cruzada um erro de deslocamento próprio, porque a espessura das facas e a folga entre elas afetam furos pequenos. Se o seu paquímetro tiver esses bicos, inclua um anel pequeno.

Para a haste de profundidade, coloque um bloco-padrão em pé sobre um desempeno. Apoie a extremidade da régua no topo do bloco e desça a haste até o desempeno. As faces de ressalto são verificadas da mesma forma, com um bloco em pé sobre o desempeno. Nos dois casos, a leitura deve coincidir com o comprimento do bloco.

Estado dos bicos, planeza e paralelismo

Bicos gastos ou danificados estragam toda leitura feita perto das pontas. Feche os bicos e olhe contra a luz. Luz passando entre as faces em qualquer ponto do comprimento indica desgaste ou empeno. O NPL sugere isso como uma verificação diária simples, com planos ópticos para um exame mais detalhado quando houver suspeita de desgaste.

Na calibração em si, verifique a planeza das faces externas com um plano óptico. Verifique o paralelismo delas com blocos-padrão nas pontas e perto da régua, em um ponto perto do zero e outro perto do fim da faixa. O NPL também inclui a verificação da perpendicularidade da face fixa em relação à régua com um esquadro de fio.

Examine também o restante do paquímetro. O cursor deve deslizar suavemente, sem folga. Os traços da escala e o relógio devem ser fáceis de ler. Um mostrador digital deve manter uma leitura estável e um zero estável, e a bateria deve estar em bom estado. Um paquímetro que falha nessas verificações pode precisar de reparo antes que suas leituras signifiquem alguma coisa.

Verificações diárias e antes do uso

Uma calibração completa acontece a cada intervalo. Uma verificação rápida antes do uso pega o paquímetro que caiu ontem. O guia do NPL faz dela parte da preparação: confirme que a calibração não venceu, inspecione e limpe as faces e o cursor, e verifique o zero.

Quem está começando pode praticar a leitura do nônio com a prática de leitura do paquímetro, que desenha um paquímetro numa posição aleatória e confere a leitura.

• Limpe os bicos e feche-os. A leitura deve voltar a zero, e um paquímetro digital deve zerar no mesmo ponto todas as vezes.
• Olhe os bicos fechados contra a luz e procure frestas.
• Meça um padrão de verificação, como um bloco-padrão ou um verificador de paquímetros, e compare a leitura com a dimensão dele. Use o mesmo padrão todos os dias para que as leituras possam ser comparadas ao longo do tempo.
• Depois de uma queda ou pancada, repita as verificações antes que o paquímetro meça outra peça.

• Modelo de registro de calibração
• Prática de leitura do paquímetro
• Prática de leitura do micrômetro

Leituras antes do ajuste e após o ajuste

Registre as leituras em cada ponto de ensaio antes de ajustar, reparar ou zerar qualquer coisa. Essas são as leituras antes do ajuste. Elas mostram o estado do paquímetro enquanto ele media peças. Se você o ajustar em seguida, repita as verificações e registre as leituras após o ajuste. Um paquímetro que não precisou de ajuste tem os mesmos valores nos dois casos.

Quando uma leitura antes do ajuste está fora do limite, a pergunta é o que o paquímetro mediu desde a última calibração boa. O requisito 7.1.5.2 da ISO 9001 pede que você determine se resultados anteriores foram afetados adversamente e que aja quando necessário. Na prática, você localiza as peças e os lotes que ele mediu, avalia se o erro pode ter aprovado uma peça ruim e registra a conclusão. Depois repare, ajuste ou retire o paquímetro de uso e revise o intervalo dele.

• Leituras antes do ajuste e após o ajuste
• Planilha de leituras antes do ajuste e após o ajuste

Com que frequência calibrar um paquímetro

Nenhuma norma define um único intervalo para todos os paquímetros. A ISO 9001 pede calibração ou verificação em intervalos especificados, ou antes do uso. O documento conjunto ILAC-G24 e OIML D 10 (edição de 2022) diz que não existe uma única melhor prática. Ele lista os fatores a ponderar, entre eles a tendência ao desgaste e à deriva, quanto e com que intensidade o instrumento é usado, o ambiente, os resultados das verificações intermediárias e o histórico do próprio instrumento.

Para paquímetros, o guia do NPL sugere uma inspeção periódica pelo menos uma vez por ano, com o intervalo exato definido pela frequência de uso. Um paquímetro usado o dia todo em peças fundidas se desgasta mais rápido que um usado duas vezes por semana em peças acabadas. Fluido de corte, cavacos e quedas encurtam o intervalo. Um histórico de leituras antes do ajuste próximas do limite também.

Justifique o intervalo com seus próprios dados. Comece com um primeiro intervalo documentado, registre o resultado antes do ajuste em cada calibração e ajuste. Se os paquímetros continuam voltando bem dentro do limite, um intervalo maior pode se justificar. Uma reprovação antes do ajuste é motivo para encurtá-lo. O ILAC-G24 também recomenda calibrar equipamentos novos com mais frequência no início, para mostrar a tendência deles.

• Como definir intervalos de calibração
• Calculadora de intervalo de calibração
• Calculadora de intervalo pela taxa de deriva

TUR, a regra 10:1 e a resolução

Duas regras práticas costumam aparecer. A regra 10:1, às vezes chamada de regra dos dez, diz que a resolução de um instrumento deve dividir a tolerância que ele verifica em pelo menos dez partes. Já a razão de incerteza de teste (TUR) olha para a calibração. Ela compara o limite verificado com a incerteza expandida da verificação. Para um limite simétrico de ±T e uma incerteza expandida U com probabilidade de abrangência de cerca de 95 %, TUR = T / U.

A ANSI/NCSL Z540.3 aceita um TUR de pelo menos 4:1 quando não é viável estimar a probabilidade de falsa aceitação. A ASME B89.1.14 adota como regra de decisão predefinida a aceitação simples com TUR de pelo menos 4:1. A ISO 13385-1 fixa uma regra parecida para os seus valores predefinidos de EMA no Anexo B: aceitação simples, desde que a incerteza de teste não passe de um quarto do EMA. Para outras especificações, ela remete às regras predefinidas da ISO 14253-1. Pergunte ao seu laboratório qual regra as declarações de aprovado ou reprovado dele seguem.

A resolução acrescenta incerteza a qualquer leitura, porque a escala ou o mostrador arredonda para o último incremento. O GUM (JCGM 100:2008, F.2.2.1) trata esse arredondamento como uma distribuição retangular com largura de um incremento. A incerteza-padrão correspondente é o incremento dividido por √12, cerca de 0,29 vez o incremento. No exemplo resolvido do NPL, um paquímetro com resolução de 0,02 mm recebe 0,02 / √12 ≈ 0,006 mm só da resolução.

Quando um paquímetro mede peças, a incerteza dele inclui também as leituras repetidas, a geometria das faces e o próprio erro admissível. O exemplo do NPL para um paquímetro usado em peças combina a repetibilidade, a resolução, a planeza e o paralelismo das faces e o erro máximo especificado do paquímetro. Em uma calibração em relação ao EMA, a ASME B89.1.14 conta a resolução e a repetibilidade do próprio paquímetro nos erros encontrados, e não na incerteza da verificação.

• Calculadora de TUR e TAR
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O que o certificado e o registro devem mostrar

Seja o trabalho feito internamente ou por um laboratório, o registro de cada calibração deve permitir que outra pessoa o confira depois.

• A identificação, o tipo, a faixa e a resolução do paquímetro.
• Os padrões de referência usados, com os números dos certificados e as datas de vencimento, para que a rastreabilidade possa ser seguida.
• A temperatura durante a calibração.
• Cada ponto de ensaio em cada face, com as leituras antes do ajuste e após o ajuste e os erros.
• A incerteza da calibração e a regra de decisão por trás de cada declaração de aprovado ou reprovado.
• A data, a pessoa ou o laboratório e a data da próxima calibração.

• Requisitos do certificado de calibração
• Modelo de certificado de calibração
• Calibração interna ou terceirizada

Onde o Axiospec se encaixa

O Axiospec é um software de gestão de calibração. Para cada paquímetro, ele registra as calibrações, as leituras antes do ajuste e após o ajuste, os padrões de referência usados, os certificados e as datas de vencimento. Ele não calibra o paquímetro nem decide se ele passa. Isso continua com você ou com o seu laboratório.

• Software de gestão de instrumentos de medição