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Calculadora de incerteza de resolução

Transforme a resolução de um instrumento em uma incerteza-padrão do GUM, combine-a se quiser com a sua repetibilidade e leia a incerteza expandida com k = 2. Um complemento rápido a um balanço de incertezas completo. Tudo roda no seu navegador. Sem pedir e-mail, sem cadastro.

Seus números

O menor incremento que o instrumento mostra (um dígito), por exemplo 0,01 se o último dígito avança de 0,01 em 0,01.

Repetibilidade (opcional)

A partir de leituras repetidas em um artefato estável. Deixe o desvio-padrão em branco para usar só a resolução.

O resultado relatado é…

A meia largura da especificação (±), nas mesmas unidades. A verificação de adequação compara a resolução com a faixa total de tolerância (o dobro deste valor). Usada só para julgar se a resolução é fina o bastante.

Resultado

Componente de resolução Componente de repetibilidade Expandida para k = 2

u_res = resolução ÷ (2√3). u_c combinada = √(u_res² + u_rep²), U expandida = 2 × u_c com k = 2.

Vai levar a resolução para um balanço de verdade? O Axiospec mantém um balanço de incertezas por instrumento e soma os componentes para você.

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Incerteza de resolução, em termos simples

Por que a resolução acrescenta incerteza

Um mostrador arredonda. Se um medidor indica 10,00 V com resolução de 0,01 V, o valor verdadeiro pode estar em qualquer ponto entre 9,995 e 10,005 V e ainda mostrar 10,00. Você não tem como saber onde, dentro dessa janela de um dígito, a verdade está, e esse limite do que o instrumento consegue dizer é um componente de incerteza genuíno, tão real quanto a deriva ou a repetibilidade. Ele não desaparece só porque o número na tela parece exato.

A distribuição retangular e o 2√3

Como qualquer valor dentro dessa janela é igualmente compatível com a leitura, o GUM (JCGM 100) a modela como uma distribuição retangular, ou uniforme, com a largura de uma resolução. A meia largura é resolução / 2. A incerteza-padrão de uma distribuição retangular é a sua meia largura dividida por √3, então combinando as duas temos u_res = (resolução / 2) / √3 = resolução / (2√3), cerca de 0,2887 vezes a resolução. Esse único fator, 2√3 ≈ 3,464, é tudo o que transforma um dígito menos significativo em uma incerteza-padrão.

Combinando com a repetibilidade

A repetibilidade é um componente do Tipo A: faça várias leituras em um artefato estável e calcule o desvio-padrão experimental s. Se cada resultado relatado é uma única leitura, a incerteza-padrão de repetibilidade é s. Se você faz a média de n repetições e relata a média, ela é s / √n, a incerteza-padrão da média. Como os componentes de resolução e repetibilidade são independentes, eles se combinam em quadratura: u_c = √(u_res² + u_rep²). Multiplique pelo fator de abrangência k = 2 para obter a incerteza expandida U com cerca de 95% de abrangência.

Esta é uma estimativa honesta de componente, não um balanço completo. Uma medição real também carrega a incerteza do padrão de referência, deriva e estabilidade, efeitos do ambiente e mais. Para um balanço resolvido mais completo, veja a calculadora de incerteza para termopar e RTD; a regra de combinação usada aqui é a mesma que você aplicaria a cada linha daquele balanço.

Perguntas frequentes

  • Por que a resolução do instrumento acrescenta incerteza?

    Um mostrador digital só resolve até o seu dígito menos significativo, então um valor verdadeiro em qualquer ponto até meio dígito da leitura mostrada arredonda para o mesmo número. Você não consegue dizer onde, dentro dessa janela, o valor verdadeiro está, e essa ignorância é um componente real da incerteza de medição. O GUM a trata como uma distribuição retangular (uniforme) com a largura de uma resolução, centrada na leitura.

  • Por que dividir a resolução por 2√3?

    A resolução define uma janela com a largura de um dígito inteiro, então sua meia largura é resolução / 2. Para uma distribuição retangular, a incerteza-padrão é a meia largura dividida por √3. Combinando as duas, u_res = (resolução / 2) / √3 = resolução / (2√3) ≈ 0,2887 × resolução. O √3 é o divisor padrão que o GUM atribui a uma distribuição uniforme.

  • Devo usar uma única leitura ou a média de repetições para a repetibilidade?

    Use o desvio-padrão experimental s quando cada resultado é uma única leitura. Quando você faz a média de n leituras repetidas e relata a média, o valor relevante é a incerteza-padrão da média, s / √n, que é menor. Esta ferramenta deixa você escolher o que corresponde a como o valor é de fato relatado, para que o termo de repetibilidade seja coerente com o seu método.

  • Como a incerteza de resolução se combina com a repetibilidade?

    Os dois são componentes independentes, então se combinam em quadratura (raiz da soma dos quadrados): u_c = √(u_res² + u_rep²). A incerteza expandida é U = k × u_c com um fator de abrangência k = 2, que corresponde a cerca de 95% de abrangência para um resultado aproximadamente normal. Um balanço completo acrescentaria mais termos, mas a regra de combinação é a mesma.

  • A resolução é fina o bastante para a minha tolerância?

    Uma regra prática comum é que a resolução não deve passar de cerca de 5 a 10% da faixa total de tolerância contra a qual você está julgando. Se você informa uma tolerância como meia largura ±, a ferramenta compara a resolução com a faixa total (o dobro dessa meia largura) e indica se o mostrador é fino o bastante, marginal ou grosseiro demais. É orientação, não exigência rígida; o seu próprio método e a sua regra de decisão têm a palavra final.

Esta calculadora estima dois componentes de incerteza do GUM (JCGM 100) e os combina; ela não é um balanço de incertezas completo e não substitui o GUM, a ISO/IEC 17025 ou os procedimentos do seu próprio laboratório. Uma avaliação completa inclui cada contribuição significativa para a sua medição específica. Revise qualquer valor contra o seu sistema da qualidade antes de relatá-lo.

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