Conformidade e auditorias
Glossário de metrologia e calibração
O TUR (rácio de incerteza de ensaio) compara uma tolerância com a incerteza da calibração que a verifica. A banda de segurança coloca os limites de aceitação dentro da tolerância para cobrir essa incerteza, e a leitura antes do ajuste (as-found) é a que um instrumento dá antes de alguém o ajustar. Este glossário explica esses termos e os restantes que aparecem em certificados e auditorias, em palavras simples que seguem o VIM e o GUM.
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A calibração e os seus resultados
Estes termos descrevem o ato de calibrar e o registo que dele resulta.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Calibração | Comparar um instrumento com um padrão de referência de valor e incerteza conhecidos e registar quanto a indicação do instrumento se afasta dele e com que incerteza esse resultado é conhecido. O VIM (JCGM 200:2012, entrada 2.39) deixa o ajuste fora da definição. Uma calibração, por si só, não aceita nem rejeita nada. |
| Verificação | Demonstrar, com evidências, que um item cumpre os requisitos definidos para ele (VIM 2.44). Num programa de calibração, é a decisão de conforme ou não conforme, tomada comparando o resultado da calibração com a tolerância que o instrumento tem de cumprir. O VIM alerta para não a confundir com a calibração. |
| Ajuste | Operações feitas num instrumento para que indique corretamente, como acertar o zero, o desvio ou o ganho (VIM 3.11). O ajuste não é uma calibração. O VIM trata a calibração como pré-requisito do ajuste e nota que um instrumento ajustado tem normalmente de ser calibrado de novo. |
| Antes do ajuste (as-found) | As leituras que um instrumento dá quando chega para calibração, antes de qualquer ajuste ou reparação. Mostram se media corretamente durante o intervalo que acabou de terminar. A ISO/IEC 17025:2017, na cláusula 7.8.4.1, pede que o certificado de calibração apresente os resultados antes e depois de qualquer ajuste ou reparação, quando estejam disponíveis. |
| Após o ajuste (as-left) | As leituras feitas quando o trabalho de calibração termina, incluindo qualquer ajuste. Mostram que o instrumento pode voltar ao serviço e passam a ser a base do intervalo seguinte. Se nada foi ajustado, a leitura após o ajuste é igual à leitura antes do ajuste. |
| Fora da tolerância (OOT) | Um resultado de calibração fora da tolerância ou do erro máximo admissível que o instrumento tem de cumprir. Uma leitura antes do ajuste fora da tolerância põe em dúvida as medições feitas desde a última calibração boa. A ISO 9001 pede então que se determine se os resultados anteriores foram afetados e que se atue em conformidade. |
| Certificado de calibração | O documento que relata uma calibração. A ISO/IEC 17025:2017, na cláusula 7.8.4.1, acrescenta a incerteza de medição, as condições que influenciam os resultados, uma indicação de como os resultados são rastreáveis, os resultados antes e depois de qualquer ajuste ou reparação e qualquer declaração de conformidade. A cláusula 7.8.4.3 diz que não deve recomendar um intervalo de calibração, salvo se isso tiver sido acordado com o cliente. |
| Intervalo de calibração | O tempo, ou a quantidade de utilização, permitido entre duas calibrações de um instrumento. As normas da qualidade exigem intervalos especificados, mas deixam a sua duração ao seu critério. O guia ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022 enumera os fatores a ponderar, entre eles a deriva, a utilização, o ambiente e o histórico de calibrações, e descreve métodos para rever os intervalos com base nos seus próprios resultados. |
Exatidão, precisão e comportamento do instrumento
O VIM dá a estas palavras um sentido mais estrito do que a linguagem corrente. A diferença conta quando compara uma ficha técnica com um certificado.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Exatidão de medição | O quanto um valor medido se aproxima do valor verdadeiro. No VIM (2.13), a exatidão é uma qualidade e não um número: uma medição é mais exata quando o seu erro é menor. Nas fichas técnicas e no chão de fábrica, exatidão costuma significar um limite declarado como ±0,02 mm, que no VIM seria um erro máximo admissível. |
| Precisão de medição | O quanto leituras repetidas concordam entre si em condições especificadas (VIM 2.15). Exprime-se normalmente como desvio-padrão e nada diz sobre se as leituras estão certas. No chão de fábrica, precisão é muitas vezes usada em vez de exatidão, um uso indevido que o VIM assinala, ou para o número de dígitos de um visor, que é a resolução. |
| Tendência (bias) | A diferença entre a média de leituras repetidas e um valor de referência. O VIM (2.18) define a tendência como uma estimativa do erro sistemático. Num estudo de sistema de medição (MSA da AIAG), mede-se numa peça de referência ou num padrão mestre, e uma tendência conhecida pode ser corrigida. |
| Resolução | A variação mais fina da grandeza medida que a indicação de um instrumento consegue mostrar (VIM 4.14). Num visor digital, é o passo do último dígito. O GUM (F.2.2.1) dá a sua incerteza-padrão como cerca de 0,29 vezes a resolução, e esse termo mantém-se no balanço mesmo quando as leituras repetidas são idênticas. |
| Estabilidade | Até que ponto um instrumento mantém estáveis as suas propriedades metrológicas com o passar do tempo (VIM 4.19). Num estudo MSA da AIAG, indica quanto a tendência se desloca ao longo do tempo, o que normalmente se acompanha medindo o mesmo padrão mestre a intervalos e registando os valores numa carta de controlo. |
| Deriva instrumental | Uma variação gradual ou por patamares nas indicações de um instrumento ao longo do tempo que vem do próprio instrumento, e não da grandeza medida nem das condições envolventes (VIM 4.21). Na prática, vê-se na diferença entre uma leitura após o ajuste e a leitura antes do ajuste seguinte. A taxa de deriva é um dado direto para definir o intervalo de calibração. |
Incerteza de medição
O GUM (JCGM 100:2008) é a referência para avaliar e exprimir a incerteza. Estes termos seguem-no mais ou menos pela ordem em que se constrói um balanço.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Incerteza de medição | Um valor não negativo que descreve a dispersão dos valores que podem ser razoavelmente atribuídos ao que mediu, com base na informação disponível (VIM 2.26). Incerteza não é erro. O erro é a diferença em relação a um valor de referência, enquanto a incerteza diz quanta dúvida rodeia o resultado. |
| Incerteza-padrão | Uma incerteza expressa como um desvio-padrão (GUM 2.3.1, VIM 2.30). Cada entrada de um balanço de incerteza é convertida em incerteza-padrão antes de as entradas serem combinadas. |
| Avaliação de Tipo A | Avaliar uma incerteza por estatística aplicada a uma série de leituras, como o seu desvio-padrão (GUM 2.3.2). Quando o resultado é a média de n leituras, a sua incerteza-padrão é o desvio-padrão s dividido por √n (GUM 4.2.3). |
| Avaliação de Tipo B | Avaliar uma incerteza por qualquer outro meio: um certificado de calibração, uma especificação do fabricante, um valor de um manual, a resolução ou a experiência (GUM 2.3.3). A distinção diz respeito apenas ao método. O GUM (3.3.4) deixa claro que não implica qualquer diferença na natureza das componentes. |
| Coeficiente de sensibilidade | O fator c que converte uma variação numa entrada numa variação do resultado, de modo que cada contribuição é c × u. No GUM (5.1.3), é a derivada parcial do modelo de medição em relação a essa entrada. É o que transforma uma temperatura em °C num comprimento em µm. |
| Incerteza-padrão combinada | A incerteza-padrão do resultado, obtida combinando as incertezas-padrão de todas as entradas, cada uma multiplicada pelo seu coeficiente de sensibilidade (GUM 2.3.4, VIM 2.31). Com entradas independentes, é a raiz quadrada da soma dos quadrados das contribuições (GUM 5.1.2). |
| Graus de liberdade efetivos (Welch-Satterthwaite) | Uma medida da fiabilidade de uma incerteza-padrão combinada quando algumas entradas vêm de poucas leituras. O GUM (G.4.1) estima-a com a fórmula de Welch-Satterthwaite, ν_eff = u_c⁴ / Σ(u_i⁴ / ν_i). Quanto menor o resultado, maior tem de ser o fator de expansão. |
| Fator de expansão k | O multiplicador que transforma a incerteza-padrão combinada na incerteza expandida (GUM 2.3.6, VIM 2.38). Para uma distribuição normal, k = 2 dá uma probabilidade de expansão de cerca de 95%, exatamente 95,45% na tabela G.1 do GUM. Com poucos graus de liberdade efetivos, k obtém-se da distribuição t e é maior do que 2. |
| Incerteza expandida | A incerteza que se obtém ao multiplicar a incerteza-padrão combinada por um fator de expansão, U = k × u_c (VIM 2.35). O resultado ± U dá um intervalo que deverá conter a maior parte dos valores que a grandeza medida pode razoavelmente ter (GUM 2.3.5). A política ILAC-P14 pede que um certificado acreditado a declare com o seu fator de expansão e a sua probabilidade de expansão. |
| Balanço de incerteza | Uma tabela com as fontes de incerteza de uma medição que mostra como cada uma foi avaliada, convertida e combinada até chegar à incerteza declarada (VIM 2.33). É a forma habitual de mostrar a um avaliador de onde vem uma incerteza. |
Tolerâncias, limites e decisões
Estes termos decidem se uma leitura conta como conforme. As principais referências são o JCGM 106:2012 e o guia ILAC-G8.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Tolerância | A gama permitida para um valor, definida por um desenho, uma especificação ou um requisito próprio. As suas extremidades são os limites de tolerância. O JCGM 106 (3.3.6) define a tolerância como a diferença total entre o limite superior e o inferior, ao passo que no chão de fábrica se costuma indicar a semiamplitude, como em ±0,01 mm. |
| EMA (erro máximo admissível, MPE) | O maior erro de indicação que uma especificação ou um regulamento admite para um instrumento (VIM 4.26). As normas de instrumentos e as fichas técnicas costumam exprimir assim os seus limites. O VIM diz que a palavra tolerância não deve ser usada para um EMA, embora no chão de fábrica isso aconteça com frequência. |
| TUR (rácio de incerteza de ensaio) | A tolerância do item calibrado dividida pela incerteza expandida da calibração, com uma probabilidade de expansão de cerca de 95%. O guia ILAC-G8 escreve-o como o limite de tolerância dividido por U, pelo que uma tolerância de ±T dá TUR = T / U. O NIST regista que a MIL-STD-45662A adotou um TUR de 4:1 em 1988 e que a ANSI/NCSL Z540-1 o incorporou em 1994. |
| TAR (rácio de exatidão de ensaio) | Um rácio mais antigo: a tolerância do item dividida pela exatidão declarada do padrão de referência, sem mais nada. Deixa de fora a resolução, a repetibilidade, o ambiente e o método, pelo que pode fazer uma calibração parecer melhor do que é. O TAR é linguagem de oficina e não um termo do VIM nem do GUM, por isso confirme a que rácio se refere um procedimento. |
| Regra de decisão | A regra escrita com que um laboratório tem em conta a incerteza de medição ao declarar um resultado dentro ou fora da especificação (ISO/IEC 17025:2017, 3.7). Quando um cliente pede um resultado de conforme ou não conforme, o laboratório tem de definir a regra e acordá-la com o cliente, salvo se a especificação já a fixar (7.1.3). O JCGM 106 e o guia ILAC-G8 descrevem as regras habituais. |
| Declaração de conformidade | Uma declaração de conforme ou não conforme, ou de dentro ou fora da tolerância, face a uma especificação. Segundo a ISO/IEC 17025:2017, cláusula 7.8.6, o laboratório documenta a regra de decisão que a sustenta e o risco que essa regra comporta. O relatório indica depois a que resultados e a que especificação a declaração se refere e que regra foi aplicada. |
| Banda de segurança (guard band) | A margem que se deixa entre um limite de tolerância e o limite de aceitação com que se decide entre conforme e não conforme (JCGM 106, 3.3.11). Costuma ser dimensionada a partir da incerteza expandida U. O guia ILAC-G8 considera comum uma banda de segurança de w = U e indica que mantém o risco específico de falsa aceitação abaixo de 2,5%. |
| Risco de falsa aceitação e de falsa rejeição | Uma falsa aceitação aceita um item que na realidade está fora da tolerância, e uma falsa rejeição rejeita um que na realidade está conforme. O JCGM 106 chama-lhes risco do consumidor e risco do produtor, cada um específico de um item ou global para muitos. Na aceitação simples, nota o guia ILAC-G8, um resultado exatamente sobre o limite de tolerância pode ter até 50% de risco de falsa aceitação. |
Estudos de sistemas de medição e MSA
A análise de sistemas de medição (MSA) mostra quanto da variação medida vem do próprio sistema de medição. Estes termos seguem o manual de referência Measurement Systems Analysis da AIAG.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Repetibilidade | A dispersão das leituras quando o mesmo operador mede a mesma peça com o mesmo instrumento várias vezes nas mesmas condições (VIM 2.20 e 2.21). Num Gage R&R (MSA da AIAG), chama-se variação do equipamento, EV. |
| Reprodutibilidade | A dispersão entre resultados quando as condições mudam, por exemplo outro operador, outro local ou outro instrumento (VIM 2.24 e 2.25). Num Gage R&R, é a variação entre avaliadores, chamada variação do avaliador, AV. |
| GRR (Gage R&R) e %GRR | O GRR junta repetibilidade e reprodutibilidade numa única estimativa da variação do sistema de medição. O %GRR exprime-a como percentagem da variação total do estudo ou da tolerância, e as duas bases dão resultados diferentes. O manual MSA da AIAG apresenta critérios de aceitação para ele. |
| ndc (número de categorias distintas) | Uma estimativa, a partir de um Gage R&R, de quantos grupos distintos de peças o sistema de medição consegue diferenciar dentro da variação das peças do estudo. Calcula-se a partir do rácio entre a variação das peças e o GRR. Um ndc baixo significa que o instrumento não consegue distinguir diferenças reais entre peças. |
| Linearidade | Como a tendência de um instrumento muda ao longo da sua gama de funcionamento (MSA da AIAG). Determina-se medindo peças de referência em vários pontos da gama e ajustando uma reta à tendência em cada ponto. |
Padrões, rastreabilidade e acreditação
Estes termos explicam de onde um resultado retira a sua credibilidade: a cadeia de padrões que o suporta e a competência do laboratório que o produziu.
| Termo | Significado |
|---|---|
| Rastreabilidade metrológica | Propriedade de um resultado de medição pela qual pode ser relacionado com uma referência, normalmente a unidade SI, através de uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma das quais contribui para a incerteza de medição (VIM 2.41). Pertence a um resultado. Um instrumento ou um laboratório não é rastreável por si só. |
| Rastreável ao NIST | Forma abreviada de dizer que os resultados são rastreáveis, através de uma cadeia assim, a padrões mantidos pelo NIST, o instituto nacional de metrologia dos Estados Unidos. O NIST não certifica nem aprova declarações de rastreabilidade feitas por terceiros. Quem fornece um resultado tem de sustentar a declaração e quem o utiliza tem de a avaliar. |
| Padrão de referência | O padrão que uma organização ou um local mantém para calibrar os seus outros padrões do mesmo tipo (VIM 5.6). Numa empresa, é muitas vezes o padrão de nível mais alto das instalações, calibrado por um laboratório externo. |
| Padrão de trabalho | O padrão usado no dia a dia para calibrar ou verificar instrumentos (VIM 5.7). É normalmente calibrado em relação a um padrão de referência. Os blocos-padrão usados para verificar micrómetros na produção são um exemplo típico. |
| CMC (capacidade de medição e calibração) | A capacidade de calibração que um laboratório oferece aos clientes em condições normais, tal como descrita no seu âmbito de acreditação ou, para um instituto nacional de metrologia, publicada na base de dados de comparações-chave do BIPM (ILAC-P14:09/2020). Um laboratório acreditado não pode declarar uma incerteza menor do que a sua CMC. A incerteza no seu certificado tende a ser maior, porque inclui a contribuição do seu instrumento. |
| Acreditação (ISO/IEC 17025) | Atestação por terceira parte de que um organismo é competente para realizar tarefas específicas de avaliação da conformidade (ISO/IEC 17011:2017, 3.1). Os laboratórios de calibração são acreditados segundo a ISO/IEC 17025:2017, e a acreditação abrange apenas as calibrações que constam do âmbito do laboratório. A certificação ISO 9001 é outra coisa: atesta um sistema de gestão, não a competência técnica. |
Onde entra o Axiospec
O Axiospec é um software de gestão de calibrações. Regista cada calibração com as leituras antes do ajuste e após o ajuste, o certificado e a data de vencimento, e pode guardar um balanço de incerteza para cada instrumento. Não decide a conformidade nem certifica a rastreabilidade. Esses juízos ficam consigo, com o seu cliente e com o seu avaliador.
Fontes
- JCGM 200:2012, Vocabulário Internacional de Metrologia (VIM), terceira edição, publicado gratuitamente pelo BIPM. Os números de entrada marcados como VIM referem-se a ele.
- JCGM 100:2008, Guia para a expressão da incerteza de medição (GUM). Os números de cláusula marcados como GUM referem-se a ele.
- JCGM 106:2012, Avaliação de dados de medição: o papel da incerteza de medição na avaliação da conformidade.
- ILAC-G8:09/2019, orientações sobre regras de decisão e declarações de conformidade.
- ILAC-P14:09/2020, política da ILAC para a incerteza de medição na calibração.
- ILAC-G24:2022 / OIML D 10:2022, orientações para a determinação de intervalos de recalibração de equipamentos de medição.
- ISO/IEC 17025:2017 para os requisitos dos laboratórios, e ISO/IEC 17011:2017 para a definição de acreditação.
- A política do NIST sobre rastreabilidade metrológica.
- O manual de referência Measurement Systems Analysis (MSA) da AIAG, para os termos dos estudos de sistemas de medição.
Perguntas comuns
- O que é o TUR em calibração?
- O TUR, ou rácio de incerteza de ensaio, compara a tolerância do item calibrado com a incerteza expandida da calibração, com uma probabilidade de expansão de cerca de 95%. Para uma tolerância de ±T, é T / U, tal como o guia ILAC-G8 o escreve. Uma tolerância de ±0,010 mm verificada com uma incerteza expandida de 0,002 mm dá um TUR de 5:1. Um TUR baixo pede uma banda de segurança ou um processo de calibração melhor.
- Qual é a diferença entre calibração e verificação?
- A calibração mede quanto um instrumento se afasta de uma referência e declara a incerteza desse resultado. A verificação pega nesse resultado e decide se o instrumento cumpre um requisito declarado, como a sua tolerância. O VIM define-as como operações separadas e alerta para não as confundir. Um certificado de calibração pode relatar resultados sem qualquer decisão de conformidade.
- O que significam as leituras antes do ajuste e após o ajuste (as-found e as-left)?
- A leitura antes do ajuste é a que um instrumento dá quando chega para calibração, antes de alguém o ajustar. A leitura após o ajuste é a que dá quando o trabalho termina. A primeira indica se o instrumento media corretamente durante o intervalo que acabou de terminar. A segunda mostra que pode voltar ao serviço. Se nada foi ajustado, as duas são iguais.
- O que é uma banda de segurança na calibração?
- Uma banda de segurança é a distância entre um limite de tolerância e um limite de aceitação mais apertado, com o qual se decide entre conforme e não conforme. É dimensionada a partir da incerteza de medição, de modo que um instrumento só é aceite quando a sua leitura fica suficientemente dentro da tolerância. O JCGM 106 define o termo. O guia ILAC-G8 considera comum uma banda de segurança igual à incerteza expandida.
- Qual é a diferença entre exatidão e precisão?
- No VIM, a exatidão é o quanto um valor medido se aproxima do valor verdadeiro, e a precisão é o quanto leituras repetidas concordam entre si. Um instrumento pode ser preciso e, ainda assim, inexato se repetir sempre o mesmo desvio. Nas fichas técnicas e no chão de fábrica, exatidão costuma significar um limite declarado como ±0,02 mm, e precisão é muitas vezes usada sem rigor para exatidão ou para o número de dígitos do visor.
- O que significa rastreável ao NIST?
- Significa que os resultados de um certificado podem ser relacionados com padrões mantidos pelo NIST através de uma cadeia ininterrupta e documentada de calibrações, cada uma com uma incerteza declarada. A declaração refere-se aos resultados, não ao instrumento. O NIST não certifica nem aprova declarações de rastreabilidade feitas por terceiros. O fornecedor da calibração tem de sustentar a declaração e cabe-lhe a si avaliá-la.
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Envie-nos a sua lista de instrumentos e carregamo-la por si, normalmente em poucos dias úteis. Sem custos em qualquer plano. Depois registe cada calibração numa pista de auditoria com deteção de adulteração e produza registos quando forem pedidos.
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