Calibração elétrica
O que é calibração elétrica
"Calibração elétrica" refere-se ao processo de verificação de desempenho (ou ajuste) de qualquer instrumento que realize medições ou testes de parâmetros elétricos. Normalmente, essa disciplina é chamada de metrologia elétrica cc e de baixa frequência. Entre os principais parâmetros, estão a tensão, a corrente, a resistência, a indutância, a capacitância, o tempo e a frequência. Outros parâmetros (inclusive potência elétrica e fase) também estão nesse segmento da metrologia. Frequentemente, as comparações métricas da razão de parâmetros similares são realizadas a fim de comparar um parâmetro conhecido com um parâmetro semelhante, porém desconhecido.
A calibração elétrica envolve o uso de dispositivos precisos. Eles avaliam o desempenho das propriedades principais de outros dispositivos, chamados de unidades sob teste (UUTs). Como estes dispositivos precisos possuem características de desempenho bastante conhecidas em comparação com a UUT, é possível realizar a avaliação de desempenho e/ou o ajuste de calibração da UUT a fim de identificar ou reduzir erros. Normalmente, o desempenho desses dispositivos de precisão deve ser no mínimo quatro vezes superior ao da UUT.
Os dispositivos de precisão são divididos em três categorias amplas. Geralmente, as fontes de sinais elétricos são chamadas de calibradores ou padrões. Os dispositivos de medição de precisão muitas vezes são classificados como multímetros digitais de precisão, padrões de medição ou pontes para medição de razão.
Calibradores e padrões
Normalmente, um calibrador é capaz de fornecer uma ampla gama de sinais de saída de precisão, como configurações de tensão a partir de alguns microvolts, subindo para milivolts e volts até chegar ao valor máximo comum de cerca de um quilovolt.
Além disso, os calibradores modernos geralmente fornecem saídas para diversas funções elétricas diferentes (como tensão, resistência e corrente).
Um padrão é considerado ainda mais preciso que um calibrador. Ele é capaz de obter um desempenho no mínimo quatro vezes melhor que um calibrador. No entanto, seu desempenho aprimorado costuma ser limitado em comparação com um calibrador. Muitas vezes, um padrão pode fornecer somente uma função elétrica, contando apenas com uma ou com poucas configurações de saída.
Multímetros digitais de precisão, padrões de medição e pontes para medição de razão
Os multímetros digitais (DMMs) de precisão proporcionam um desempenho de medição excelente para vários parâmetros elétricos, abrangendo diversas escalas de valores. As funções de medição normalmente incluem tensão, corrente e resistência. Também podem estar incluídas funções menos comuns, como frequência, capacitância, entre outras. A categoria de desempenho mais alta de um dispositivo de medição é denominada "padrão de medição" ou até mesmo "ponte de medição". É comum que esses dispositivos tenham menos funções e maior desempenho do que os DMMs de precisão.
Para a realização de uma calibração adequada, há necessidades adicionais além do simples uso de dispositivos de precisão para avaliar a UUT. Esses dispositivos de precisão também devem ser calibrados com frequência, de modo a manterem-se em conformidade com (ou ser rastreável em relação a) um padrão internacional do parâmetro avaliado. Isso é evidenciado por uma cadeia contínua de comparações documentadas com padrões cada vez melhores.Com o tempo, essa cadeia de padrões comparados passa a incluir um padrão nacional, internacional ou intrínseco.
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Por que calibrar? Nota de aplicação »
Selecionando uma solução
A carga de trabalho da metrologia elétrica cc e ca de baixa frequência pode incluir uma ampla variedade de instrumentos de teste e medição: multímetros (analógicos ou digitais, portáteis ou de bancada), osciloscópios, ferramentas de teste ScopeMeter®, potenciômetros e medidores de energia, termômetros de termopar e RTD, instrumentação para processos, registradores de dados, gravadores de traçado e gráfico, e muito mais. As funções do calibrador devem atender a todas (ou essencialmente todas) as funções dos equipamentos de teste em processo de calibração. E, mais importante, o calibrador deve ter um desempenho melhor do que as especificações de teste obrigatórias da carga de trabalho.
A regra geral mais comum é que um calibrador ou padrão deve ter um desempenho pelo menos quatro vezes melhor do que o desempenho da especificação avaliada ou da especificação usada como referência para um processo de ajuste.
A seleção bem-sucedida de um calibrador envolve uma análise profunda das especificações do equipamento que será testado e dos padrões de calibração. Geralmente, essa análise tem como base as especificações do equipamento testado recomendadas pelo fabricante em relação às especificações padrão dos instrumentos de calibração.
O termo "conformidade" descreve a quantidade de energia elétrica que uma fonte de calibração pode fornecer à carga elétrica criada pelo instrumento de medição sendo testado. Um calibrador tem uma carga especificamente limitada para não comprometer a precisão de seu sinal. Certos instrumentos de teste (por exemplo, alguns medidores analógicos e medidores de painel) são cargas relativamente grandes e necessitam de uma quantidade considerável de energia elétrica do calibrador. Portanto, a conformidade é algo importante a se considerar no desempenho da especificação.
Medição e fornecimento
A calibração envolve os dois tipos de aplicação em que a medição de precisão e o fornecimento de precisão são necessários. Uma fonte de precisão é usada para testar um instrumento de medição; já um dispositivo de medição de precisão é usado para testar um instrumento de fornecimento. Ter um programa de garantia de qualidade que incorpore uma verificação de rotina dos instrumentos de calibração do laboratório é considerado um requisito da boa metrologia. Por causa disso, um laboratório deve estar equipado com instrumentos de medição de precisão com especificações de desempenho semelhantes às dos instrumentos de fornecimento de precisão (por funcionalidade e especificação). A intercomparação de rotina garantirá a confiança na consistência dos instrumentos do laboratório e detectará problemas com antecedência, de modo que seja possível realizar ações corretivas. Portanto, o ato de possuir e usar ambas as categorias de instrumentos nas instalações de calibração é considerado uma prática recomendada.
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